Движение жидкостей и газов в трещиноватых и трещиновато пористых средах

10.1. ТЕМА: ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ В ТРЕЩИНОВАТЫХ И ТРЕЩИНОВАТО ПОРИСТЫХ СРЕДАХ


ПЛАН

1. 
   Особенности фильтрации в трещиноватых и трещиновато-пористых средах.
   
2. 
   Вывод дифференциальных уравнений движения жидкости и газа в трещиноватых и трещиновато-пористых средах.
   
3. 
   Установившаяся одномерная фильтрация жидкости и газа в трещиноватом и трещиновато-пористом пласте
   

1. Особенности фильтрации в трещиноватых и трещиновато-пористых средах. На некоторых месторождениях наблюдаются следующие аномалии: при бурении скважин происходит интенсивное поглощение глинистого раствора, хотя проницаемость породы очень мала; при работе скважин на установившихся режимах наблюдаются высокие дебиты при очень малой проницаемости породы. Эти и им подобные явления говорят о том, что пласт пронизан системой сообщаю­щихся между собой трещин, по которым в основном и происходит приток жидкости в скважину или уходит глинистый раствор. Такие пласты называются трещиноватыми. Они распространены в Иране и Ираке, в Саудовской Аравии, США, Венгрии, Болгарии, в Советском Союзе на Северном Кавказе (в Чечено-Ингушской АССР, в Дагестане), в Куйбышевском Поволжье, в Западной Сибири и др.
Промысловые данные, а также данные исследования кернов и шлифов свидетельствуют о том, что трещиноватые породы имеют сложную систему строения, а движение в них жидкости и газа отличается некоторыми особенностями по сравнению с движением в пористой среде. В трещиноватой породе имеются микро- и макротрещины, мелкие и крупные каверны, полости; сама порода - матрица (пространство между трещинами) может быть абсолютно не­проницаемой или представлять собой обычную пористую среду. Раскрытия макротрещин имеют порядок 1 мм, а в отдельных случаях и больше, микротрещин 1-100 мкм. Исходя из того, что сопротивление движению жидкости в трещиноватых породах достаточно велико, исследователи считают, что макротрещины не имеют значительной протяженности и в большинстве случаев соединяются между собой микротрещинами (которые и создают большие сопротивления).
Для понимания особенностей фильтрации жидкости и газа в трещиноватых породах рассматривают две модели пород -чисто трещиноватые и трещиновато-пористые (рис. 12.1). В чисто трещиноватых породах (см. рис. 12.1, а) блоки породы, расположенные между трещинами, практически непроницаемы, движение жидкости и газа происходит только по трещинам (на рисунке показано стрелками), т. е. трещины являются и коллектором, и проводником жидкости к скважинам. К таким породам относятся сланцы, кристаллические породы, доломиты, мергели и некоторые известняки. Рассматривая трещиноватую породу с жидкостью как сплошную